En la Tierra, nuestra atmósfera contiene 78,09 % de nitrógeno, 20,95 % de oxígeno, en promedio alrededor de 1 % de vapor de agua al nivel del mar, 0,93 % de argón, 0,04 % de dióxido de carbono y pequeñas cantidades de otros gases. Mirando a través de esta lista no todo parece necesario para una atmósfera habitable.
Las plantas necesitan nitrógeno, pero no en su forma gaseosa, por lo que parece más apropiado suministrar este recurso escaso que debe extraerse de Venus, la Tierra, Titán, de las profundidades de los planetas gigantes o del sol mediante fertilizantes ligados al agua. El nitrógeno puede ir
Obviamente, se requiere oxígeno para la respiración a un nivel entre 0,16 y 0,5 atm. Para mantener la respiración fácil y la actividad cómoda, la mantendré ligeramente por debajo del estándar de la Tierra. Se requiere oxígeno
El vapor de agua es inevitable en una sección habitada debido a la evaporación. habrá vapor de agua
El argón es un producto de la descomposición radiactiva. Argón se ha ido
El dióxido de carbono es producido por los animales y es necesario para las plantas. El dióxido de carbono debe ser atendido por depuradores o plantas. habrá dióxido de carbono
Dado que cualquier nave espacial está sujeta a la ecuación del cohete, reducir la masa siempre es algo bueno. Si bien el uso de una atmósfera mínima básica solo ahorrará cantidades minúsculas de masa, cualquier gramo cuenta en una nave espacial. Además, una presión más baja reducirá la cantidad de gas que escapa al espacio.
Por lo tanto, mi primera idea es una atmósfera de oxígeno puro de 0,2 atm para la mayoría de las naves espaciales. ¿Es esto plausible? La NASA usó una atmósfera de oxígeno puro para las misiones Apolo y funcionó bien. Claro que hubo el incendio de Apolo , pero sucedió en una atmósfera de oxígeno puro de 1,14 atm, por lo que este es un entorno diferente. La NASA usó 0.35 atm en los vuelos reales, pero no entiendo por qué usaron tanta presión. ¿No debería ser la misma posibilidad de obtener el oxígeno requerido de una atmósfera similar a la de la Tierra con 0,2 atm que obtener el oxígeno en una atmósfera de oxígeno puro de 0,2 atm? ¿O debo aumentar mi presión al valor aprobado por la NASA de 0,35 atm?
En las estaciones espaciales me gustaría usar una atmósfera de Oxígeno/Helio. Helio en lugar de nitrógeno porque es muy barato ya que es un producto de desecho de las extensas operaciones mineras de hidrógeno metálico, helio3 y deuterio. El nitrógeno es expansivo porque es más difícil de obtener y utilizar para la agricultura. Las otras ventajas del helio son que es liviano, parece no tener efectos adversos en el cuerpo humano y transmite muy bien el calor (seis veces mejor que el aire normal), lo que me permite lograr propiedades térmicas similares al aire normal con mucho menos helio. Por supuesto, existe la "Voz de Helio" debido a la velocidad del sonido mucho más alta en Helio, pero eso es algo a lo que uno puede acostumbrarse con el tiempo. La mezcla de aire de la estación sería de 0,2 atm de oxígeno y 0,15 atm de helio.
Por supuesto, no todas las estaciones y embarcaciones en mi entorno utilizan estas mezclas, pero son las más económicas y, por lo tanto, las más comunes. El nitrógeno/oxígeno existe, pero solo se usa en planetas y cerca de estaciones planetarias.
¿Son plausibles estas atmósferas? ¿Me equivoqué en alguna parte? ¿Se puede mejorar esto?
En primer lugar, su metodología es sólida. Las atmósferas tienen una presión parcial y establecer una atmósfera en el barco de alrededor de 0,2 a 0,3 ATM de oxígeno puro es razonable y realmente práctico; Significa que su nave no tiene tanta presión diferencial con la que lidiar contra el vacío exterior, lo que significa que puede ser más liviana ya que las paredes pueden ser un poco más delgadas. Por supuesto, todavía tienes que lidiar con el impacto de escombros o situaciones de combate potencialmente, pero si estás en un entorno en el que es probable que hagas que la nave vaya al vacío y que todos usen trajes espaciales; De esa manera, una brecha en el casco no mata a todos y envía la nave en vectores extraños como resultado de la ventilación de gas.
El helio es un gas inerte, por lo que funcionaría para "disminuir" el oxígeno en las estaciones. Sí, todos tendrían voces de 'Alvin', pero hay formas de remodular las palabras habladas para las personas en ese entorno. Pero, de lo que no estoy seguro (y nunca he investigado) es si necesitas que la atmósfera sea tan densa en una estación. Los nepalíes y los tibetanos parecen vivir en una presión atmosférica mucho más delgada que la nuestra durante toda su vida con poca dificultad, por lo que no estoy seguro de si hay algún efecto a largo plazo por vivir en 0,3 cajeros automáticos de O 2 puro durante toda su vida . pero podría valer la pena mirar hacia arriba. De lo contrario, ejecutar sus estaciones con la misma combinación que sus barcos resolvería muchos problemas en términos de acoplamiento y similares cuando se trata de igualar la presión y extraer el helio para los suministros de los barcos.
Además, sé que la fraternidad médica utiliza helio en los escáneres de resonancia magnética, por lo que me imagino que en un entorno en el que podrían surgir muchos problemas médicos, a los médicos les encantaría tener en sus manos el tipo de helio que puede generar como un producto de desecho y, por lo tanto, preferiría embotellarlo que liberarlo al aire como un diluyente.
En resumen, su pensamiento es sólido, pero la única mejora que puedo ver es que estaría investigando la idea de mantener sus estaciones en un entorno de baja presión también para simplificar y facilitar el acoplamiento, si no causa problemas a largo plazo. complicaciones
No quieres atmósferas de oxígeno puro. Para la capacidad de respirar, lo que importa es la presión parcial de oxígeno y dióxido de carbono. Para el fuego, el peor peligro en cualquier sistema cerrado, lo que importa es la relación estequiométrica de los gases, por lo que un gas de relleno evitará accidentes fatales.
0,2 atm de oxígeno pueden quemar, mientras que agregar 0,8 atm de relleno puede inhibir un incendio. El relleno no se agota, por lo que se puede usar nitrógeno, también se puede considerar el argón. El gas de relleno puede considerarse parte de la masa seca del buque.
Con helio como gas de relleno podría funcionar, sin embargo, debe considerar que puede separarse del oxígeno en la gravedad centrífuga en cualquier espacio donde no tenga suficiente flujo. El helio también es bastante bueno para difundirse a través de paredes herméticas al gas, y tendrá que acostumbrarse a las voces chillonas.
Es absolutamente necesario algún tipo de gas amortiguador mezclado con el oxígeno. En tu caso te propone Helio.
Esto funcionará, en su mayoría.
Sin embargo: el helio penetra todo. Entra en las células de su cuerpo. Entra en electrónica. Entra en muestras químicas puras. Se disuelve incluso en acero. Y luego se disuelve por el otro lado, escapando de su recipiente a presión.
Por lo general , el helio no causa ningún problema cuando termina en el lugar equivocado, es un químico muy inerte. Pero a veces, es un problema. Algunos aparatos electrónicos, algunos sistemas biológicos, etc. no aprecian las altas concentraciones de Helio.
Hay mucha discusión sobre esto en la pregunta relacionada en ¿Cuáles serían las consecuencias de que un planeta similar a la Tierra retenga helio en su atmósfera?
Además, por supuesto, ¡todos sonarán como ARDILLAS DE DIBUJOS ANIMADOS!
L. holandés
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Carlos