¿Por qué la atmósfera respirable de la ISS es una atmósfera estándar (a 1 atm que contiene nitrógeno)?

La página de Wikipedia de la Estación Espacial Internacional dice que tiene una atmósfera a nivel del mar bastante similar a la de la Tierra: 21% de oxígeno, equilibrio de nitrógeno a 101,3 kPa. Supuestamente es porque un entorno de oxígeno puro es peligroso como en el desastre del Apolo 1, pero en ese caso "oxígeno puro" significaba 1,15 atm de O 2 . Parece que una atmósfera pura de O 2 de 0,21 atm (o incluso menos) sin gas de equilibrio inerte debería estar bien para las personas y sería ~ 80 % menos estructuralmente exigente.

Un aspecto extraño podría ser una caída efectiva en el punto de ebullición a ~ 60 °C, pero no estoy seguro de si alguien estaría hirviendo agua para un té allí. Mi suposición es que no es por ninguna razón humana o de seguridad, sino únicamente por el hecho de hacer que los experimentos de la ISS sean más similares (y directamente comparables, salvo por el entorno de microgravedad) a los de la Tierra. ¿No estoy considerando algo?

Tangente: publicación de blog y artículo: una evaluación independiente de la viabilidad técnica del plan de la misión mars one . Tenga en cuenta el bit sobre el 'umbral de seguridad contra incendios'. De acuerdo, ISS no tiene que preocuparse por cultivar su propia comida (y por lo tanto producir oxígeno... sigue siendo una lectura de actualidad interesante.
Mucha información interesante en esta página, particularmente esta imagen que refuta parcialmente a Rory. El O2 al 100% a aproximadamente 3 - 9 psia es fisiológicamente seguro (suponiendo que haya extraído el nitrógeno de su torrente sanguíneo). Sin embargo, todavía se aplican otras preocupaciones.
Aquí hay un artículo detallado sobre varias restricciones. spaceflightsystems.grc.nasa.gov/repository/NRA/… Observo que las restricciones de enfriamiento simples se mencionan como forzando un mínimo de 7.35 psi.
Mientras que el cuerpo humano depende del contenido absoluto de oxígeno, lo que significa que la caída de presión requiere un aumento del contenido de oxígeno, la capacidad de las sustancias para quemarse depende de la composición relativa de la atmósfera: el 100 % de oxígeno a 0,3 bar crea un riesgo de incendio solo un poco menor que a 1 bar, y enormemente mayor que una mezcla al 21% de O2-N2. En otras palabras, aumentar el contenido de oxígeno, incluso con la presión reducida, aumenta drásticamente el riesgo de incendio.
Respirar oxígeno puro a 1 o incluso 1,15 atm no es saludable cuando se hace durante días y semanas, consulte en.wikipedia.org/wiki/Oxygen_toxicity#Lung_toxicity , por lo tanto, la presión parcial de oxígeno debe ser inferior a 0,5 bar.

Respuestas (7)

¿No estoy considerando algo?

Sí. No está considerando Mir, Soyuz y el transbordador espacial.

La Estación Espacial Internacional es un programa multinacional, dirigido conjuntamente por Estados Unidos y Rusia. Si bien EE. UU. y Rusia tuvieron que ceder en muchas decisiones de diseño, la composición de la atmósfera respirable no fue una de ellas. La decisión de presurizar la ISS a una atmósfera con una mezcla estándar de nitrógeno y oxígeno fue probablemente una de las decisiones de diseño más fáciles acordadas por esos dos países. La estación espacial Mir, las cápsulas Soyuz y el transbordador espacial estaban todos presurizados a una atmósfera. Hacer que la atmósfera respirable de la ISS fuera cualquier cosa menos una atmósfera estándar habría requerido extensos rediseños de la cápsula Soyuz y el transbordador, y habría impedido la reutilización de los sistemas de control ambiental Mir.

La verdadera pregunta entonces es por qué la atmósfera respirable en Mir, Soyuz y el transbordador espacial es una atmósfera estándar, tanto en términos de presión como de composición. Hay ventajas significativas en un entorno de presión reducida y oxígeno puro. Tal entorno reduce la masa de la nave espacial, los problemas de integridad estructural y la complejidad. Un entorno de oxígeno puro elimina la necesidad de transportar tanques de nitrógeno, elimina la necesidad de monitorear cuidadosamente la mezcla de oxígeno/nitrógeno y elimina la posibilidad de curvas (enfermedad por descompresión). La presión reducida significa que la nave espacial también puede ser un poco menos voluminosa. Hay ventajas adicionales, particularmente con respecto a los EVA. Tanto la Unión Soviética como los EE. UU. inicialmente planearon usar atmósferas respirables de oxígeno puro.

Las atmósferas de respiración de Mercurio, Géminis y Apolo eran oxígeno puro. El incendio del Apolo 1 modificó la forma en que se logró esa atmósfera de oxígeno puro, pero no cambió el hecho de que la atmósfera de respiración se transformó en oxígeno puro poco después del lanzamiento. Los problemas asociados con una atmósfera de respiración de oxígeno puro hicieron que la NASA cambiara a tener algo de nitrógeno en la atmósfera de respiración del Skylab, pero no mucho. El aire de respiración del Skylab era 75% de oxígeno, 25% de nitrógeno. El uso de una atmósfera de respiración pura en la nave espacial Apolo continuó hasta el final, lo que creó desafíos para la misión de prueba Apolo-Soyuz.

El programa espacial soviético cambió muy pronto de una atmósfera de oxígeno puro a una atmósfera estándar. Valentin Bondarenko murió en un incendio de oxígeno puro tres semanas antes del histórico vuelo de Yuri Gagarin. Tener una mezcla de atmósfera estándar reduce drásticamente la probabilidad y la gravedad de los incendios, y también simplifica enormemente el proceso previo al lanzamiento. Una atmósfera de oxígeno puro requiere una respiración previa extensa para purgar el nitrógeno del torrente sanguíneo. Una atmósfera estándar significaba que los cosmonautas podían ingresar a la cápsula sin usar casco y estaban fisiológicamente listos para partir.

La NASA eventualmente también aprendió estas lecciones. El transbordador espacial utilizó una atmósfera estándar. Tener una atmósfera estándar en la ISS era la única decisión lógica.

¿Para qué sirven los depósitos de nitrógeno? ¿Dónde se consume el nitrógeno? ¿Son solo pequeños tanques para mantener una composición precisa?
@DaveNay: la ISS tiene fugas. Los mecanismos utilizados para eliminar el CO2 de la atmósfera respirable concentran el CO2 y expulsan ese gas concentrado al espacio. El gas ventilado no es CO2 puro; todavía contiene algo de oxígeno y nitrógeno. Las uniones entre módulos pierden atmósfera respirable. Los diminutos huecos alrededor de las ventanas filtran la atmósfera respirable. El oxígeno se reemplaza fácilmente; simplemente electrolice un poco de agua y ventile el hidrógeno al espacio. ¿Nitrógeno? Eso no es tan fácil. Necesita ser transportado hasta la ISS como gas nitrógeno comprimido. La mayoría de los lanzamientos de Soyuz llevan nitrógeno a la ISS como parte de su manifiesto.
¿Cuánta masa se ahorra con un entorno de presión reducida y oxígeno puro?
¿No serías capaz de transportar el nitrógeno como N2H4 (hidrazina)? Ni siquiera necesita ser electrolizado. De hecho, una pila de combustible puede producir nitrógeno y electricidad a partir de ella. Como beneficio adicional, también se puede usar para propulsores. Además, ¿por qué molestarse en reemplazar el nitrógeno? Incluso si los beneficios previos al lanzamiento justifican el lanzamiento con una atmósfera estándar, no parece justificar mantenerlo estándar. Y para el viaje de regreso, probablemente podría simplemente presurizar la Soyuz en su camino hacia abajo.
@MSalters: tanto EE. UU. como Rusia lo transportan como gas nitrógeno comprimido. La hidracina y la gente no se mezclan. Una fuga en esa celda de combustible (no hay ninguna) sería extremadamente peligrosa. No hay celdas de combustible en la ISS. La energía eléctrica proviene de los paneles solares y las baterías. Si la ISS fuera oxígeno puro, la tripulación tendría que someterse a una respiración previa prolongada para transferirse de la Soyuz (y anteriormente, el transbordador) a la ISS. Mantener la ISS en las condiciones de la superficie terrestre simplifica la transferencia de la tripulación, pero complica el control ambiental y el soporte vital y las actividades extravehiculares.
@smci: el contenido de nitrógeno de la atmósfera respirable de la ISS es de aproximadamente 840 kg. Esa es la punta del iceberg. Hay masa adicional para tanques de almacenamiento, plomería y equipo de soporte vital. La esclusa de aire también es más compleja y, por lo tanto, más masiva de lo que debería ser en una atmósfera de oxígeno puro. De hecho, la esclusa de aire cambia a oxígeno puro en el advenimiento de una caminata espacial.
@DavidHammen: probablemente querrá almacenar la hidracina en el exterior. De hecho, es bastante tóxico, pero puede ventilarse al espacio si es necesario. En cuanto a la pre-respiración, tienes todo el viaje. Al observar la velocidad a la que los buzos suben y bajan, parece factible eliminar 0,8 atm de N2 mientras se encuentran en ruta hacia la órbita.
@MSalters: probablemente no quieras hacerlo, punto. Con respecto a la composición de la atmósfera respirable en la ISS, ese acuerdo se acerca a un tratado internacional.
"El aire que respiraba el Skylab era 75% oxígeno, 25% nitrógeno" esto es muy interesante. Presumiblemente, la presión total era de aproximadamente 1/3 atm para mantener la presión parcial de O2 en aproximadamente su nivel terrestre de 0,2 atm para evitar la toxicidad del O2, ¿es así? Esto sugiere entonces que cualquier efecto a largo plazo de respirar una atmósfera de baja presión con la concentración correcta de O2 es muy lento para manifestarse.
@WetSavannaAnimalakaRodVance - Eso es correcto. Skylab 4 fue una misión de 84 días. La NASA probó en animales y personas con esa mezcla de respiración de baja presión antes de enviar astronautas a esa primera estación espacial de EE. UU.
-1. Bondarenko no murió 3 meses antes que Vostok 1. Más cerca de 3 semanas (20 días).
No todos vivimos al nivel del mar. Los habitantes de Denver Colorado viven una milla más arriba; los aviones a reacción hacen la transición a una altitud de cabina de aproximadamente 7,000-8,000 pies (simplemente presurizando el aire ambiental) a medida que ascienden para navegar. No mantienen una cabina de presión a nivel del mar porque reduce las cargas estructurales, lo que hace que la estructura del avión sea más liviana. Entonces, ¿por qué las naves espaciales y/o la ISS no utilizarían un entorno interno similar de "alta elevación"?
@DrZ214: lo solucionó, aproximadamente un año tarde.
@AnthonyX: tener una presión de cabina en un avión inferior a la presión a nivel del mar permite a los fabricantes de aviones hacer que el fuselaje sea un poco más liviano de lo que sería si la cabina estuviera presurizada a una atmósfera. Esto no se aplica tanto a las naves espaciales tripuladas que se lanzan y aterrizan, y en el medio están expuestas al vacío. Las tensiones del despegue y el aterrizaje dominan sobre las tensiones de mantener una presión de cabina de una atmósfera.
@DavidHammen ¿Cómo se concilia eso con la decisión de usar una cabina de ~3psi en Apollo? ¿Fue impulsado por el módulo lunar? Según tengo entendido, el LM era relativamente frágil debido a los esfuerzos por minimizar el peso.
@DavidHammen El peso es mucho más importante en las naves espaciales donde pagan decenas de miles de dólares por libra. La presión de la cabina de la aeronave se elige ante todo en función de lo que es aire respirable de forma segura. La razón principal por la que no lo presurizan más de lo necesario es que los aviones pasan por miles de ciclos durante su vida útil. Los ciclos de ascenso/descenso hacen que la cabina se expanda y se contraiga levemente, creando una fatiga del metal que limita la vida útil. En comparación, las naves espaciales/esclusas de aire necesitan menos ciclos, y los desastres de Bondarenko/Apollo han fomentado el uso de aire normal.
Debe recordar que la hidracina no se descompone limpiamente en H2 y N2 y nada más. Hay muchos subproductos bastante tóxicos.
@DavidHammen ¿La toxicidad del oxígeno es el resultado de la concentración o la presión parcial del oxígeno?

Rory menciona la tasa de oxigenaciónlo cual es un punto excelente, pero hay razones adicionales por las que no mantener la atmósfera de la ISS a una presión más baja: convección térmica y ciclos de aire. La presión de aproximadamente una atmósfera significa que el sistema de ventilación de la estación funciona mejor y no se acumulan bolsas de dióxido de carbono o incluso monóxido de carbono, lo que sería peligroso para los astronautas. El aire se recicla/repone más fácilmente y se mezcla con oxígeno (electrólisis del agua) y se eliminan los óxidos de carbono (reacción de Sabatier). El sistema de ventilación también funciona de manera más confiable a mayor presión y sus partes duran más entre fallas. Los astronautas/cosmonautas también hacen bastante ejercicio en la estación para combatir los efectos adversos de la estancia prolongada en microgravedad en el cuerpo humano, por lo que la presión del aire también les ayuda a eliminar el exceso de calor corporal. El sobrecalentamiento es estresante para el cuerpo, reduce el rendimiento y puede ser mortal. Y usan todo tipo de equipos que también requieren refrigeración por aire, y definitivamente complicaría los experimentos de biología o incluso haría que sus resultados fueran inútiles.

El nitrógeno también es relativamente barato de entregar a la estación, ya que en realidad no es un consumible dentro del sistema de soporte vital y solo se pierde a un ritmo bajo debido a sus ineficiencias, y también se usa para todo tipo de otras cosas tanto en la estación como en naves espaciales visitantes (atmósfera de purga, supresor de incendios no tóxico, gas vacío en tanques de almacenamiento para proporcionar presión de fluido/gas,...). Así que sería entregado a la estación de todos modos. Pero en teoría, si tuviera sentido desde el punto de vista logístico, podría reemplazarse con otros gases inertes y no tóxicos como, por ejemplo, el argón. Especialmente si por alguna razón deciden mantener la atmósfera a una presión mucho mayor, donde la narcosis por nitrógeno podría convertirse en un problema. Pero no harán eso, no hay una buena razón para hacerlo .y la estación probablemente no podría soportarlo estructuralmente sin acercarse peligrosamente a su capacidad para mantener la presión y no perderla en el espacio.

El artículo que vincula para la oxigenación de la sangre menciona explícitamente las presiones parciales repetidamente, que, desde el punto de vista de la química básica, es todo lo que importa en cualquier reacción/equilibrio químico, incluido el lavado que menciona. Soy escéptico de sus afirmaciones de "mezcla de aire". Sin embargo, las preocupaciones sobre el enfriamiento (probablemente más de equipos versus personas, que sudan, y la reducción de la convección / conducción al aire se mitigarían con el aumento de las tasas de evaporación) parecen ser un punto interesante.
¿Cómo se compararía la masa térmica del nitrógeno con la de otros gases? ¿Qué tal el costo por kg entregado (todos los gases requerirían algún tipo de contenedor para mantenerlos líquidos, pero algunos podrían requerir contenedores más pesados ​​que otros)?
@supercat ¿Te refieres a la capacidad calorífica específica del nitrógeno? Consulte esta tabla en engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-gases-d_159.html . Enumera valores que se asemejan mucho a la presión y temperatura atmosféricas de la ISS. El nitrógeno molecular (a 1 atm y 20 °C) tiene una capacidad calorífica específica ligeramente superior al monóxido de carbono y casi el doble que la del argón. Y un poco por encima del aire de la atmósfera estándar. El costo por kg entregado a la estación sería muy similar, tanto el nitrógeno como el argón son fáciles de almacenar como gases inertes y no son difíciles de manejar. Pero tendrías que entregar nitrógeno de todos modos.
@TildalWave: Desde el punto de vista de la extinción de incendios, creo que lo que sería importante sería la proporción de calor específico por unidad de densidad; No sé si hay un término para eso. Mirando la tabla (gracias por el enlace), el calor específico del helio es cinco veces mayor que el del nitrógeno, pero si el nitrógeno se reemplazara con helio, cada metro cúbico de gas tendría solo 1/7 de la masa de gas inerte.
@supercat Oh, eso es una ciencia por derecho propio. Por ejemplo, está la temperatura de disociación que, si es demasiado baja, podría hacer que algún gas o líquido no sea adecuado como extintor de incendios, ya que podría causar explosiones. El agua, por ejemplo, no es buena para combatir incendios en la mayoría de las circunstancias exactamente por esta razón. Y hay otras propiedades como la viscosidad, la inercia térmica (relacionada con la capacidad calorífica específica pero en sentido volumétrico, y que describe la conductividad térmica),... Me temo que no es mi área. Todo lo que sé es que es complicado y es más simple usar lo que se sabe para que funcione.
@TildalWave: Bastante justo. No hay una gran cantidad de gases que sean biológicamente seguros durante períodos prolongados; Sé que los buzos usan helio durante semanas y esperarían que el neón o el argón fueran comparablemente seguros. Sin embargo, durante mucho tiempo se ha considerado seguro respirar una atmósfera con una presión parcial de nitrógeno de 0,8 atm, incluso antes de que nadie supiera qué era el nitrógeno; si su inercia térmica es mejor que la de los gases nobles, tanto mejor.
@NickT Esa presión parcial se refiere a la saturación de oxígeno, es decir, cuánto oxígeno ya hay en el torrente sanguíneo en comparación con otros gases y la capacidad de la hemoglobina para transportar oxígeno a través del cuerpo. La tasa de oxigenación es la cantidad de oxígeno que se absorbe en el cuerpo. Un ejemplo de ello son, por ejemplo, los pacientes con carcinoma de pulmón en etapa tardía que a menudo mueren debido a la asfixia debido al edema pulmonar como consecuencia de las dificultades respiratorias, incluso cuando reciben oxígeno puro. Similar ocurriría en 0,21 atm a sujetos sanos. Simplemente no estamos hechos para respirar una atmósfera tan tenue por mucho tiempo o bajo estrés.

Ejecutar una atmósfera de oxígeno puro a 0,21 no será muy saludable. Los humanos requieren presión atmosférica dentro de límites razonables de 'normal' para funcionar correctamente (transporte gaseoso a través de membranas, etc.) y una atmósfera de oxígeno puro, incluso a presiones más bajas, seguirá siendo explosiva.

El uso de nitrógeno permite condiciones atmosféricas normales y reduce el riesgo de explosión/incendio.

Como usted señaló, permite que los experimentos se realicen en condiciones similares a las de la Tierra (si excluimos todo el asunto de la gravedad...) pero es casi seguro que será un problema menor, después de todo, muchos experimentos se realizan deliberadamente. condiciones no terrestres, o en microambientes sellados con su propia atmósfera, etc.

Los programas Mercurio, Géminis y Apolo utilizaron una atmósfera de oxígeno puro a presión reducida. El incendio del Apolo 1 hizo que la NASA modificara cómo se lograba esa atmósfera de oxígeno puro, pero no alteró el hecho de que la atmósfera respirable se convirtió en oxígeno puro poco después del lanzamiento. La atmósfera de respiración de Skylab era 75% de oxígeno, 25% de nitrógeno. Los astronautas sobrevivieron durante 84 días respirando esta mezcla "poco saludable".
Como buceador, parece dudoso afirmar que 0,21 atm de O2 con o sin ningún componente inerte serían diferentes. Nos enseñan que 1,4-1,6 atm de oxígeno es extremadamente malo y que lo que importa es la presión parcial de oxígeno , independientemente de cualquier otro gas en la mezcla. ¿Tiene algún enlace para alguna de sus afirmaciones?
David: sí, esas misiones lo hicieron, y dejaron de hacerlo debido a los problemas que surgieron, tanto antes del vuelo como de seguridad.
También existen problemas operativos y de seguridad adversos con el uso de gases diluyentes. Con respecto a que una atmósfera de oxígeno puro a 1/5 de presión atmosférica es "poco saludable", se necesita una cita. Miré. No hay tal suerte. También busqué los estudios comerciales que hicieron que el transbordador se inclinara hacia el uso de una atmósfera estándar. Yo tampoco pude encontrar eso. Encontré muchos estudios comerciales que pretendían justificar la atmósfera de oxígeno puro en Mercurio, Géminis y Apolo.
Con respecto al Transbordador, sospecho que son las preocupaciones previas al lanzamiento y posteriores al aterrizaje las que impulsaron la decisión en lugar de las preocupaciones en órbita. Que una atmósfera de oxígeno puro (o incluso una mezcla estilo Skylab) sea "poco saludable" parece bastante falso.
Nunca dije que una atmósfera de oxígeno puro no fuera saludable. Ver frase 2 :-)
-1 oxigeno puro no es explosivo.
Nota: no soy uno de los votantes negativos. No estoy de acuerdo con esta respuesta, pero no lo suficiente como para rechazarla. Si rechaza una respuesta, lo único cortés que puede hacer es publicar un comentario que diga por qué.
@Mehrdad: Por supuesto, el oxígeno puro en sí mismo no es explosivo si no tiene nada con lo que reaccionar; ¿Es eso lo que querías decir? La pregunta es, dada una fuente de combustible, ¿el oxígeno puro a 0,21 atmósferas de presión le da más peligro de explosión que el 21% de oxígeno y el 79% de nitrógeno a 1,0 atmósferas de presión (la misma presión parcial de O2 en ambos casos)? No sé la respuesta a eso.
@KeithThompson: Literalmente quise decir que el oxígeno no es explosivo. El hidrógeno, por otro lado, sí lo es.
@Mehrdad: ni el oxígeno ni el hidrógeno son explosivos por sí mismos (ignorando la fusión). A menos que el significado de "explosivo" se limite a "puede explotar en presencia de oxígeno".
@KeithThompson: ¿Qué tal algo más práctico, como "puede explotar en presencia de oxígeno con elementos comunes"? Después de todo, no llamas a una sustancia "explosiva" si no hay nada a tu alrededor con lo que pueda reaccionar. Estoy tratando de hacer un punto muy práctico aquí, no tratando de dividir los pelos con la química. Compare lo que sucedería si llenaran el resto de la 1 atm de presión con (1) oxígeno, (2) nitrógeno e (3) hidrógeno. Los dos primeros no darían como resultado una atmósfera "explosiva". El tercero lo haría. Debería ser bastante fácil de entender lo que estoy diciendo, creo.
@Mehrdad: Creo que el punto es que una atmósfera llena de O2 puro crea el riesgo de una explosión (como lo demostró el Apolo 1) siempre que haya sustancias inflamables en el área. El O2 puro a 0,21 atmósferas crea un riesgo menor de explosión, pero aún así.
@NickT 1.4-1.6 atm de oxígeno es muy malo, eso es solo una parte de la verdad, más de 0.5 atm de oxígeno puro también pueden ser nocivos para la salud, consulte en.wikipedia.org/wiki/Oxygen_toxicity#Lung_toxicity . Pero los buzos no respiran oxígeno puro durante muchas horas.
@Uwe por "agudamente malo" quiero decir que tienes convulsiones de inmediato. A partir de eso, estaba dando a entender vagamente que necesita calcular a qué profundidad (presión) su mezcla de gas elegida (aire, EAN, Trimix) podría alcanzar ciertas presiones parciales de ciertos gases: el porcentaje es irrelevante.

Cuando un objeto se quema en una atmósfera que contiene un 80 % de nitrógeno y un 20 % de oxígeno, el nitrógeno absorberá gran parte del calor generado sin ayudar en nada a la combustión. Si bien es muy posible que algún otro gas sea mejor que el nitrógeno (por ejemplo, que tenga una masa térmica más alta por mol para mejores características de extinción de incendios, o que tenga una masa térmica comparable a una densidad más baja para un peso de carga útil más bajo), el nitrógeno tiene la ventaja de que los humanos los seres pueden respirar una concentración del 80% (a presión atmosférica estándar) durante largos períodos de tiempo sin efectos nocivos.

La baja presión puede implicar enfermedad por descompresión . Mantener suficiente O 2 no es suficiente; cuando la presión general cae, los gases disueltos en la sangre (especialmente el nitrógeno) recuperan su libertad y se forman burbujas.
Dado el precio que implica poner en órbita a un ser humano vivo, no sería muy racional mantenerlo primero en una cámara de descompresión durante unos días; mantener una cámara de este tipo en la ISS también usaría un espacio sustancial, que es un recurso escaso allá arriba. Alternativamente, la descompresión se realizaría antes del vuelo, lo que sería un desafío tecnológico (la embarcación tendría que mantenerse a baja presión en todo momento en la fase previa al vuelo).

En las primeras naves como la Apolo, la DCS se resolvía mediante la "respiración previa", es decir, haciendo que los astronautas respiraran O 2 puro durante media hora antes del lanzamiento; y, de manera más general, asumiendo que los astronautas eran tipos duros que podían aguantar. Quedaron algunos problemas que pueden explicar por qué se utilizó aire "normal" en el transbordador espacial y la ISS.

Menos serio, algunos experimentos en la ISS involucran sujetos vivos (por ejemplo, pequeños animales) que no necesariamente acomodarían una baja presión; los resultados estarían sesgados. A menos que, de nuevo, se utilicen cámaras de compresión.

Creo que la purga de nitrógeno podría lograrse en el lado de la Tierra al tener astronautas en una atmósfera con una mezcla de O2 y He y luego hacer que respiren esa atmósfera en vehículos de lanzamiento. Si bien un requisito de respiración previa significaría que los astronautas no podrían ser enviados sin previo aviso, no creo que tenga que acortar la duración de los viajes de los astronautas al espacio.
No solo debe leer en.wikipedia.org/wiki/Decompression_sickness sino también en.wikipedia.org/wiki/Altitude_sickness . DCS no es un problema para los escaladores del Everest, pero el mal de altura sí lo es. No la baja presión causa DCS, pero una caída de presión repentina puede hacerlo cuando se disuelve demasiado nitrógeno en la sangre y los tejidos. Elimino la oración incorrecta sobre DCS y el Everest.

Es más simple de diseñar porque las cosas se comportan como en la Tierra y hay menos posibilidades de que las cosas salgan terriblemente mal.

Para agregar a lo que ya se mencionó, menos problemas con el sobrecalentamiento y los incendios son menos peligrosos ... también una menor presión de aire reduce el punto de ebullición del agua. También es más sencillo no tener que pasar de la superficie terrestre a una atmósfera diferente.

Inconvenientes: estructural de varias veces la presión del aire, no hay necesidad de nitrógeno y nitrógeno equilibrado, más difícil y requiere más tiempo para hacer caminatas espaciales: en el traje espacial usan una atmósfera de oxígeno puro de baja presión, más riesgo de enfermedad por descompresión (nitrógeno hirviendo en sangre), en realidad puede ser más fácil deshacerse del co2 si solo hay oxígeno y co2 en la atmósfera, etc.

Una colonia espacial permanente podría usar la atmósfera como usted sugiere por tales razones ... hay formas de adaptarse, por ejemplo, si el sobrecalentamiento es un problema, entonces baja la temperatura del hábitat, por ejemplo, 5 grados centígrados en lugar de 20 grados. A veces, desea perder menos calor, lo que significa que necesita menos alimentos y quema menos oxígeno, el metabolismo puede ralentizarse. Una colonia puede tener viento/flujo de aire constante proveniente del techo y entrar en agujeros en el piso como una forma de ayudarlo a permanecer en el suelo en gravedad cero y solucionar problemas como derramar un líquido, también ayudaría a solucionar el sobrecalentamiento.

Pero la gente no se toma tan en serio pensar en una "colonia" a largo plazo... si lo fueran, tendrían un sistema que usa plantas o algo similar para reciclar el CO2 en O2 y alimentos en lugar de tener que enviar toneladas de consumibles para mantener a los astronautas. vivo... el sistema actual funciona para unos pocos astronautas pero sería insostenible/demasiado costoso para una colonia de 100 o 1000 personas. La gente típica, especialmente en el gobierno, no se arriesga ni hace cosas diferentes porque sufre mucho más por el fracaso de lo que puede esperar obtener del éxito al tratar de hacer cosas nuevas o mejores.

Considere que los humanos "desgasifican" de muchas maneras y este proceso aumenta a medida que disminuye la presión ambiental. A medida que expulsamos los gases en exceso producidos estos se mezclan con la masa disponible de gases existentes en el ambiente. Si opera a una presión más baja, su "escape" tendrá un mayor impacto en la masa de gases existente. La NASA no anuncia este hecho, pero puedes apostar a que está lo suficientemente maduro en la ISS en una atmósfera. La eliminación de estos contaminantes lleva tiempo y el procesamiento es más eficiente a presiones más altas.

Las misiones en la ISS son a mucho más largo plazo que en el pasado y el impacto acumulativo del medio ambiente tiene más oportunidades de multiplicar el efecto.

Esto se lee más como un comentario que como una respuesta: no está respondiendo al título de la pregunta por qué .
@JanDoggen: Parece ser una respuesta deliberadamente parcial, considerando solo una dificultad de una atmósfera de baja presión, pero las respuestas parciales no son comentarios y no es necesario eliminarlas.
¿Por qué la atmósfera respirable de la ISS es una atmósfera estándar (a 1 atm que contiene nitrógeno)?
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