Temperatura y humedad del aire dentro de la ISS

El sistema de Control de Temperatura y Humedad (THC) es parte del Sistema de Soporte de Vida y Control Ambiental (ECLSS) de la Estación Espacial Internacional (ISS ). El Sistema de Control Térmico (TCS) es un componente del sistema THC y se subdivide en el Sistema de Control Térmico Activo (ATCS, documento PDF ) y el Sistema de Control Térmico Pasivo (PTCS). De un documento PDF sobre hechos de la NASA :

El subsistema de temperatura y humedad y control ayuda a mantener un entorno habitable en la estación al eliminar el calor y la humedad y hacer circular el aire fresco y seco. La circulación de la atmósfera minimiza las variaciones de temperatura, asegura una atmósfera bien mezclada y respirable y apoya la detección de humo;

   ^{Diagrama del Sistema de Soporte Vital y Control Ambiental Regenerativo (ECLSS) (Fuente: NASA Science News )}

Sin embargo, el ECLSS es un sistema complejo y muchas de sus partes fallaron en múltiples ocasiones, por ejemplo, el Sistema de Generación de Oxígeno (OGS) disparó varias alarmas, tanto la antigua como su reemplazo que se activó en 2007 . Ahora bien, esto no era tan crítico debido a la redundancia en los sistemas de soporte vital a bordo de la ISS y, por ejemplo, el segmento ruso tiene un sistema de soporte vital.(LSS) también. Entonces, con suerte, esto debería responder a su pregunta si la temperatura del aire y los niveles de humedad alguna vez se han ajustado. Con reemplazos y partes de sistemas individuales fallando, estos niveles obviamente variarían sustancialmente al menos en algunos segmentos de la ISS. Y con muchos sistemas aislados, también variarían segmento a segmento, módulo a módulo. Dejando la descripción de la complejidad de todos estos sistemas para otro documento sobre ECLSS de la Agencia Espacial Europea (ESA) de 2010 (también PDF):

Varios sistemas de soporte vital están alojados en la ISS para sostener de manera segura a su tripulación en condiciones similares a las de la Tierra. Se distribuyen entre los módulos de la ISS. Existen diferencias específicas entre los equipos ubicados en los segmentos de EE. UU. y Rusia.

   ^{Distribución de hardware ECLS de la ISS en órbita a partir de febrero de 2010 (Fuente: NASA/ISEC )}

Y el documento cita estos valores:

• Rango nominal de presión de cabina: T = 14,2 a 14,9 psi
• Distribución de oxígeno y nitrógeno: P = 93 - 120 psia, T = 60 - 113 °F desde el Nodo 1
• Recarga de oxígeno: P = < 1050 psia (máx. 16 lb/h), T = 25 - 113 °F de PMA3
• Recarga de nitrógeno: P = < 3400 psia (máx. 3 lb/h), T = 25 - 113 °F de PMA3
• Rango nominal de temperatura de la cabina: T = 65 a 80 ˚F (18,3 a 26,7 °C)
• Velocidad del aire de la cabina: 10 a 40 pies por minuto
• Eliminación de calor atmosférico y control de humedad: CCAA CHX
• Eliminación y eliminación de microbios y partículas en el aire: Filtros CCAA
• Recolección y distribución de aguas residuales
• Distribución de agua de pila de combustible y agua potable
• Orina pretratada: 1 línea de W&HC a WRS2, P < 5 psig, T = 65 - 105 °F
• Agua de proceso: 4 líneas de WRS1 a WRS2
• Detección de humo en cabina: 2 detectores de humo de área
• Líneas de ventilación externas: CO2 /CH4 , H2 , MCA, aire de cabina
• Muestreo de aire: desde puertos Zen, Port, Stbd, Fwd hasta rack ARS (caudal 100 - 400 scc/min)

Encontrar cotizaciones de rendimiento nominal reales es un poco más complicado, aunque posiblemente haya muchos sistemas independientes activos al mismo tiempo en diferentes segmentos de la ISS. Por ejemplo, para el segmento ruso, estos son los valores citados:

Los valores básicos de los parámetros de la composición atmosférica del segmento ruso, teniendo en cuenta el intercambio de gases entre el cuerpo humano y el medio ambiente, se encuentran dentro de los siguientes límites:

• presión total (absoluta) en compartimentos presurizados habitables – 660-860 mm Hg;
• ppO2 de aire inhalado – 150-200 mmHg
• ppCO2 – 6 mmHg, máx.;
• ppH2O – 10 ± 5 mmHg;
• temperatura del aire – 20-25°C (68-77°F);
• velocidad de circulación del aire: 0,1-0,4 m/seg (0,33-1,31 pies/seg);
• nivel de ruido – 60 dB, máx.;
• contaminantes: dentro de las concentraciones máximas permitidas según lo determinado por la ГОСТ, la norma rusa sobre contaminantes

El control de la humedad se explica en el 4.2. La sección del Sistema de Regeneración de Agua Condensada Atmosférica de ese documento es un poco demasiado compleja para describirla aquí, así que solo recomendaré leerla. El documento también cita valores máximos y mínimos que activan ciertos procedimientos o alertas.

De otro documento de Kira Bacal, MD, PhD, MPH (descarga directa de archivos de Word), aunque eso lo explica en un sentido un poco más general (pero todavía tiene 22 páginas):

El ambiente de la cabina generalmente se mantiene con una humedad relativa de alrededor del 60 % (que corresponde a aproximadamente 0,2 psi de presión de vapor de agua).

Dejaré que otros participen con sus hallazgos sobre valores más exactos para otros sistemas ECLS de segmento y su rendimiento nominal. Sin embargo, no esperaría que todos tuvieran los mismos requisitos, este ciertamente no es el caso de los módulos científicos que tendrían parámetros de control ambiental más estrictos, como por ejemplo se describe en el documento tristemente pagado sobre la cabina del módulo de alojamiento de centrífuga (CAM). Análisis de control de temperatura y humedad del aire (aunque el módulo nunca llegó a la ISS ), por lo que estaría viendo una larga lista de valores por módulo y por sensor.

Sin embargo, agregar a la lista todas las lecturas y cambios en la temperatura y la humedad ambientales, intencionales o accidentales, posiblemente extienda los límites de esta sesión de preguntas y respuestas. Solo para darle una buena impresión, estos son algunos de los valores operativos solo para los sensores del calentador del Nodo 1, tomados de la documentación del Sistema de Control Térmico del Grupo de Control Térmico (TCG) de la Estación Espacial Internacional (PDF):

Heater       Availability   Failure   Upper      Lower      Failure   Cyclic
(Sensor)                    Upper     Setpoint   Setpoint   Lower     Load
                            Limit                           Limit     Delta
-----------------------------------------------------------------------------
1A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      29.7       26.1       20.6      1.7
1A (Snsr 2)                 35.6      29.7       26.1       20.6      1.7
1B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      32.7       26.1       20.6      1.7
1B (Snsr 2)                 35.6      32.7       26.1       20.6      1.7
2A           Enable BU      35.6      26.1       23.3       17.8      1.7
2B           Enable Opr     35.6      26.1       23.3       17.8      1.7
3A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      27.5       22.7       17.2      1.7
3A (Snsr 2)                 35.6      27.5       22.7       17.2      1.7
3B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      25.1       22.7       17.2      1.7
3B (Snsr 2)                 35.6      25.1       22.7       17.2      1.7
4A           Enable BU      35.6      25.5       22.7       17.2      1.7
4B           Enable Opr     35.6      25.5       22.7       17.2      1.7
5A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
5A (Snsr 2)                 35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
5B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
5B (Snsr 2)                 35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
6A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
6A (Snsr 2)                 35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
6B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
6B (Snsr 2)                 35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
7A (Snsr 1) Enable BU       35.6      28.5       22.7       17.2      1.7
7A (Snsr 2)                 35.6      28.5       22.7       17.2      1.7
7B (Snsr 1) Enable Opr      35.6      26.3       22.7       17.2      1.7
7B (Snsr 2)                 35.6      26.3       22.7       17.2      1.7
8A          Enable BU       35.6      24.9       22.2       16.7      1.7
8B          Enable Opr      35.6      24.9       22.2       16.7      1.7
9A          Enable BU       35.6      25.5       22.7       17.2      1.7
9B          Enable Opr      35.6      25.5       22.7       17.2      1.7

Todas las temperaturas enumeradas están en °C. Que yo sepa, no hay un flujo de datos de telemetría archivados o en vivo de todas las lecturas de los sensores de la ISS disponibles para el público.

TL; DR - Es... complicado. ;)

Actualización : algunos de los datos de soporte vital, sistema térmico y soporte vital regenerativo de ETHOS (sistemas operativos ambientales y térmicos) en la página web de The Space Station Live NASA finalmente están disponibles, por lo que debería ayudarlo a obtener una descripción general. Sin embargo, debe mencionarse que no incluye ningún dato de telemetría en el segmento ruso de la ISS y excluye una gran cantidad de lecturas de sensores individuales, presentando valores promedio actuales por módulo (no todos los módulos enumerados).

Aquí hay una animación de las tres páginas ( Soporte vital , Sistema térmico y Soporte vital regenerativo ) de datos disponibles al público, válida para el 7 de noviembre de 2013 a las 4:30 p. m. UTC:

Citando del documento publicado en http://www.faa.gov/

Sección III.1.2 Ambiente de Cabina y Ambiente EVA.doc escrito por Kira Bacal

(el enlace de descarga directa se proporciona en la respuesta de TildalWave):

Las temperaturas ambientales en las naves espaciales actuales generalmente se mantienen en condiciones de "manga de camisa", es decir, alrededor de 75 °F.

El ambiente de la cabina generalmente se mantiene a aproximadamente un 60% de humedad relativa.

No está claro de dónde provienen estas cifras, qué tan actualizadas están o si son aplicables a la ISS.

(para referencia: 75 °F equivale a 24 °C)