¿Por qué el polvo es un problema tan grande en microgravedad? ¿No se encargarían de ello la circulación de aire y la filtración adecuadas?

Cuando tenga partículas pesadas por gravedad como virutas, migas, gránulos grandes de polvo, etc., caerán al suelo donde se pueden limpiar o formar parte del medio ambiente. En la microgravedad, todo está suspendido sin importar el tamaño, por lo que hay muchas más cosas con las que lidiar, incluido el polvo. Las partículas más pesadas requieren más energía para moverse, por lo que tardarán más en filtrarse en microgravedad.

Ahora, imagine una habitación en microgravedad con un sistema de ventilación que atrae un lado de la habitación, lo filtra y luego lo expulsa por un conducto de ventilación en el otro lado, que es un modelo simple pero lo suficientemente bueno para nuestros propósitos. Hay 2 *nautas en la habitación, uno de ellos golpea 2 borradores de pizarra, el otro come tostadas mientras saca punta a los lápices. Ahora imagínese lo que sucederá con el polvo y las virutas: primero se esparcirá y luego comenzará a ser arrastrado hacia la ventilación de entrada. Sin embargo, no se filtrará instantáneamente, en general, las partículas más livianas comenzarán a moverse hacia el respiradero, las más pesadas tienen más masa, por lo que se mueven más lentamente, aunque la densidad y la forma son factores en la rapidez con que se moverán.

Cualquiera que se interponga en el camino del flujo de aire recibirá una cara llena de la masa de partículas. Poner en marcha los ventiladores moverá el aire más rápido y acelerará el filtrado, al mismo tiempo que hará que todas las partículas se muevan con más energía hacia las caras de las personas.

Por lo tanto, el filtrado es muy importante, pero es mejor prevenirlo desde el principio.

Ponerse polvo en los ojos es un inconveniente leve en el mejor de los casos.

Sin embargo, ¿qué sucede si la partícula de polvo se aloja en el ojo de una persona justo cuando esa persona necesita hacer algo crítico?

¿Qué sucede si una partícula de polvo no se puede desalojar de manera fácil o segura y la persona tiene que soportar tener algo en el ojo durante un período prolongado? El estrés causado por la incomodidad afectará la capacidad de la persona para realizar tareas y será una distracción constante.

¿Qué sucede si algo desgasta la córnea y produce visión borrosa y picos de luz potencialmente muy incómodos que pueden provocar dolores de cabeza, molestias y estrés para la persona involucrada?

Todo esto es bastante malo en la Tierra donde la atención médica estaría disponible rápidamente, pero para alguien confinado a una nave espacial se convierte en un asunto más serio.

En cuanto al polvo en el equipo, ¿está realmente seguro de querer arriesgarse a que un componente falle en el espacio y no pueda repararlo rápidamente?

En cuanto al diseño y fabricación de un sistema de "circulación de aire adecuada", existen algunos problemas.

En primer lugar, las velocidades del aire deben ser tales que garanticen una circulación oportuna. Demasiado lento y los gases y el polvo pueden acumularse en los bolsillos y las personas pueden calentarse demasiado ; demasiado rápido y el polvo podría introducirse más fácilmente en el ojo de alguien, los objetos de baja masa podrían volar más fácilmente sin control y las personas podrían tener demasiado frío.

La ubicación de las entradas y salidas de ventilación no se puede modelar fácilmente debido a las variables involucradas. Calor generado por el equipo. La ubicación de las personas en el sistema y cómo obstruyen el flujo de aire. Una persona bien construida tiene un efecto diferente a una persona delgada. El cabello corto tiene un efecto diferente al cabello largo y suelto. Movimientos enérgicos de la mano, una persona en la corriente comparada con una pared más cercana. Dos personas actuando como obstrucciones cerca una de la otra.

Minimizar el polvo y sus efectos es una forma de mitigar el riesgo asociado a las operaciones.

El polvo dañará la maquinaria por algo más que conducir electricidad o dificultar el enfriamiento pasivo. Los fanáticos en particular son vulnerables. El polvo puede ralentizar los ventiladores al agregar peso a las aspas o adherirse al eje y aumentar la fricción. Las partículas finas que entran en la carcasa del ventilador tienen dificultades para salir. Se muelen contra los rodamientos del ventilador a medida que gira, agregando fricción, desgastando los rodamientos más rápido y aumentando el calor generado. En algunos casos, el polvo puede calentarse lo suficiente como para encenderse. Todos estos son problemas que puedes observar en la Tierra , solo empeorarán cuando no tengas la gravedad ayudando a controlar el conteo de partículas.

Muchas de estas partículas son también sustancias cristalinas bastante abrasivas (como la sal) en particular. Los rayones en la superficie de un panel solar pueden reducir su eficiencia. No es probable que una sola partícula haga mucho, pero el efecto acumulativo de una gran cantidad de partículas durante un largo período de tiempo puede causar daños graves, desgastando lentamente las partes móviles entre las que se alojan. Una acumulación de polvo puede incluso hacer que el equipo se agarrote o evitar que un interruptor de membrana haga contacto. Las fallas de equipos como las que ocurren en el espacio son un problema grave, tanto por la falta de repuestos como porque algunos equipos no son fácilmente accesibles. Las partículas abrasivas entre el párpado y la córnea pueden causar daños permanentes en la visión.

Es cierto que tiene un reflejo de parpadeo para ayudar a proteger sus ojos, pero eso no significa que no le dolerá tanto. La pimienta negra irrita las membranas mucosas, definitivamente no la quieres en los ojos o la nariz. Los astronautas hacen muchas cosas en las que la concentración es crítica y los ataques impredecibles de irritantes voladores invisibles pueden tener consecuencias desastrosas. Durante el procedimiento de aborto de emergencia del Apolo 13, la tripulación tuvo que dirigir sus maniobras correctivas manteniendo visualmente la luna alineada con un punto específico en una de las ventanas. Dichos procedimientos serían casi imposibles cuando los ojos del piloto comenzaron a lagrimear incontrolablemente debido a los irritantes en el aire.

No olvide que el polvo también puede afectar las cosas químicamente. El polvo puede mezclarse con los lubricantes que se usan en los motores y cojinetes y convertir ese lubricante en un fluido espeso y viscoso que impide el movimiento en lugar de promoverlo. La sal acelera la corrosión de los metales.

En otras palabras, hay muchos problemas posibles aquí. Tienes que diseñar un sistema que pueda filtrar efectivamente todo este polvo, o simplemente evitar crear el polvo en primer lugar. Este último es significativamente más fácil y menos arriesgado.

AFAIK, el principal problema es la electricidad estática, el polvo tiende a adherirse a todo con una carga mínima, mi suposición personal es que si no se maneja adecuadamente, el sistema de ventilación podría empeorar las cosas porque el polvo generará más electricidad estática al frotar las rejillas de ventilación.

Sé que mi respuesta no es tan completa como otras, sin embargo, noté que nadie mencionó la electricidad estática, así que quería contribuir. Leí sobre el tema en un artículo sobre los problemas del vehículo lunar relacionados con el polvo.

El problema es la ruta que toman las partículas pinxy-wee.

Cuando se garantiza que este, aquel u otro contaminante pasa por un filtro antes de tocar el ojo, la nariz o la boca del astronauta... o cualquier sistema al que le importe ser invadido por el polvo, todo puede estar bien.

Sin embargo, ¿cómo hará usted esa garantía?