Líquidos Fontanería a bordo

Cuando una misión de carga vuela hacia la ISS, hay al menos cuatro tipos diferentes de líquidos que pueden necesitar ser transportados dentro o fuera de la estación:

  • Propelente para los propulsores de Zvezda
  • Agua
  • Aguas residuales
  • Oxígeno

¿Cómo se gestiona esto? ¿Los puertos de acoplamiento están especialmente equipados para cada tipo de líquido? ¿Cómo se mueve el líquido en la estación (es decir, hay tuberías para aguas residuales)? ¿Qué impulsa los líquidos? ¿Hay bombas en la estación, en el vehículo o en ambos?

Finalmente: ¿Cómo se mantiene este sistema en microgravedad? Si bien puede bombear líquidos, ¿cómo drena las tuberías en caso de que necesite trabajar en ellas?

El drenaje debe ser bastante fácil; tubería abierta al espacio y el contenido debe evaporarse y/o sublimarse rápidamente.
En Mir, el puerto de acoplamiento trasero tenía puertos de combustible, pero Kvant lo bloqueó, por lo que Progress tuvo que usar el combustible para que sus motores se reiniciaran. Zvezda es básicamente Mir-2, así que supongo que tiene lo mismo.

Respuestas (1)

Con la excepción del propulsor para los propulsores de Zvezda, que es bastante simple y de plomería bastante corta, está preguntando sobre los Sistemas de soporte vital y control ambiental (ECLSS) de la estación espacial. La tubería para la propulsión es bastante simple. Esta plomería ha existido desde los albores de los vuelos espaciales. La plomería necesaria para el soporte vital es cualquier cosa menos simple. Un diagrama simplificado sigue:

ingrese la descripción de la imagen aquí
Fuente: NASA (por lo tanto, sin derechos de autor), a través de wikipedia .


Proporcionar combustible y oxidante a los cohetes en la Estación Espacial es extremadamente simple en comparación con el problema de proporcionar agua utilizable y una atmósfera respirable a las personas en la Estación Espacial. La Estación Espacial tiene fugas, lo que requiere reabastecimientos regulares de atmósfera respirable. Las personas consumen agua y oxígeno y producen dióxido de carbono. Ese CO 2 debe eliminarse continuamente (ver Apolo 13 ) de la atmósfera respirable para que la tripulación no se envenene. La tripulación también puede ser envenenada por trazas de contaminantes en la atmósfera que respira.

El agua de los desechos humanos en los inodoros de la Estación Espacial (tanto el n. ° 1 como el n. ° 2) se limpia cuidadosamente con un equipo especializado. Esta agua residual luego se electroliza para formar hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se expulsa por la borda como desecho, mientras que el oxígeno vuelve a la atmósfera respirable. Los productos desecados de los desechos humanos #1 y #2 se envían por la borda o se colocan en módulos que se quemarán al volver a entrar en la atmósfera terrestre.

El dióxido de carbono se elimina de la atmósfera respirable a través de un conjunto de maquinaria complejo y algo propenso a fallas en los segmentos ruso y estadounidense de la Estación Espacial. Ambos utilizan una cámara de dos segmentos en la que una cámara recoge selectivamente el dióxido de carbono de la atmósfera respirable mientras que la otra expulsa el dióxido de carbono acumulado al espacio. Eventualmente, la cámara colectora se satura con dióxido de carbono y a la cámara de ventilación le queda poco para ventilar. Las válvulas se reposicionan en este punto para hacer que la antigua cámara de recolección se convierta en la nueva cámara de ventilación y la antigua cámara de ventilación se convierta en la nueva cámara de recolección.

Este proceso, por supuesto, tiene fugas. Algunas de las cosas buenas (nitrógeno y oxígeno) se ventilan junto con el dióxido de carbono. Además, el dióxido de carbono ventilado es principalmente oxígeno. Se han intentado experimentos que utilizan equipos aplicables a Marte que convierten ese dióxido de carbono en metano (que se ventila), pero esos experimentos fueron solo eso, experimentos. (Aparte: el hecho de que estos experimentos no hayan entrado en funcionamiento y, en cambio, hayan sido cancelados dice algo sobre las perspectivas de enviar humanos a Marte).

La Estación Espacial es una nave agujereada. Además de las fugas esperadas por la ventilación de hidrógeno y dióxido de carbono, la estación pierde fluidos con cada acoplamiento y desacoplamiento, y también tiene fugas en cada unión. Este último problema se está volviendo más severo a medida que la estación envejece. Debido a esto, la Estación Espacial se reabastece regularmente con agua, nitrógeno y oxígeno.

No estoy seguro de que la "producción de metano" (reacción de Sabatier) sea solo un experimento; ya teníamos una pregunta sobre eso: space.stackexchange.com/questions/67/…
@MSalters: AFAIK, el módulo ISS Sabatier es solo eso, un experimento en lugar de un equipo de pieza operativa. Como experimento, ha demostrado ser bastante exitoso. Definitivamente ha producido metano a partir de CO2 e hidrógeno, por lo que en teoría reduce la cantidad de oxígeno de reabastecimiento que se necesitaría. Si, en cambio, fuera visto como una pieza operativa del equipo, tendría que considerarse como una falla abyecta debido a numerosos apagones, obstrucciones, etc. Está cerca, pero no es puro.